321
我國多種高效節能電機的發展狀況(kuàng)
2020/6/17
YE4系列超超高效三相異步電動機
2010年4月IEC啓動了對IEC60034-30标準的修訂(dìng)工作,決定(dìng)将IEC60034-30标準分(fèn)爲2個标準,IEC60034-30-1《在線運行(háng)交流電機能效分級(IE代碼)》和IEC60034-30-2《變速交(jiāo)流電機能效分級(jí)(IE代碼)》。IEC60034-30-1已(yǐ)經于2014年3月(yuè)發布,與IEC60034-30相比,主要變化如下:
(1)電機的(de)效率分爲IE1、IE2、IE3、IE4、IE5級,IE5效率最高,IE1效率最低;
(2)延(yán)伸了功率範圍,從0.75～375kW延伸爲0.12～1000kW;
(3)擴大(dà)了極數範圍,從2P、4P、6P擴大到2P～8P;
(4)擴大了電機種類(lèi),從單速三相籠型感(gǎn)應電動機(jī)擴大(dà)到所有在線運行的交流電機;
(5)環境(jìng)運行溫度爲-20℃～+60℃。高效(xiào)率(lǜ)電機的開發仍然是今後電機技(jì)術發展的方向之一,爲了填補我國GB18613—2012标準中1級能(néng)效電機産品的(de)空白,同(tóng)時也爲了配合國(guó)家實施能效“領(lǐng)跑者”計劃,有必要開展IE4效率電機的(de)研發,以滿足今後國(guó)内及(jí)出口高效電(diàn)機市場的需要。
總(zǒng)體目(mù)标是完成IE4超超(chāo)高效系列産品(pǐn)設計,并制訂産品(pǐn)技術條件。系列産品(pǐn)機座号:H80～H355;功率範圍爲0.75～355kW;極(jí)數爲2,4,6,8極;效(xiào)率平均值爲95%,比普(pǔ)通(tōng)産品高6%。
超高速(sù)三相永磁同步(bù)電動機
(1)開發超高速三相永磁同步電動(dòng)機的必要性(xìng):填補國内空白,引領電機行業技術進步;促進高(gāo)端裝備制造(zào)的國産化,提(tí)升我國高端裝備(bèi)制造業(yè)水平;促進(jìn)電機(jī)配(pèi)套材料(矽鋼(gāng)片、電磁線、絕緣(yuán))、電力電子(磁懸(xuán)浮軸承、變頻控制器)等行業的(de)發展;大(dà)容(róng)量、超高速電機的推廣應(yīng)用具(jù)有顯著的節能減排(pái)效益。
(2)産(chǎn)品開發階段目标:先針對離心壓縮機在制冷、氣體輸送等領域(yù)的應用,開發配套用超高速三相永(yǒng)磁同步電動機(jī),功(gōng)率範圍10～300kW,轉速範圍(wéi)1000～50000r/min。将(jiāng)超高速電機設計、制造與測試技術向機床主軸電機、微燃發電、高速(sù)儲能(néng)等領(lǐng)域擴展。
低速大(dà)轉矩(jǔ)永磁同(tóng)步電動機
低速(sù)大轉矩一般是指轉速<500r/min,額定輸出轉矩(jǔ)>500N˙m的傳動系統。這(zhè)樣的(de)傳動系統在許多工(gōng)業傳動領域中常見(如球磨機驅動系統屬于典型的低速大轉矩傳動系統),此(cǐ)外(wài)還包括油(yóu)田機械、礦山機械及(jí)塑料機械等。
目前,此類設備仍然采用傳統的電機加減速機的驅動(dòng)模式,由于減速機齒輪(lún)等機械原因降低了(le)系統(tǒng)的整體傳動效率。永(yǒng)磁電機可以實(shí)現低速大轉矩(jǔ)直驅運行,該特(tè)性使得永(yǒng)磁電機在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動系統中的應用前景非(fēi)常廣闊。低速大轉矩永磁電機應用于球磨機,可(kě)去除減速機、直驅小齒輪與傳動部的大齒輪齧(niè)合,實現球磨機可靠運轉,系統節(jiē)能10%以上。
産品開發的階段目标如(rú)下:(1)完成(chéng)球磨機配套專用電機的開發,電機功率範圍爲2.2～400kW,轉速範圍爲10～60r/min。(2)開發提升機、皮帶機、螺杆泵、抽油機等設備專用的低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電動機。(3)制訂球磨機等設備(bèi)專用的低速大(dà)轉矩永磁同步電動機産品标(biāo)準。
高性能永磁(cí)伺服(fú)電機系統
2005年以來(lái),我國交流伺服電機市場進入高速發展期,年增長率超過(guò)25%;2011年市場容量(liàng)60多億元(yuán),預計2015年可達150億元。但目前國内伺服(fú)電機系統總體技術水平(píng)比較落後,日、歐、美伺服産品完全占據(jù)國内高端伺服市場,國内伺(sì)服産品隻能在中低端領域競争。國内交流伺服電機市場份額的前四名均被外資品牌占據,2011年外資品牌市場份額近80%,國内品牌市場(chǎng)份額隻有近20%,特别是大(dà)功率交流(liú)永磁伺服系統,基本上被國外(wài)産品(pǐn)壟斷。目前,交流伺(sì)服電機系統應用最多的領域是機床(chuáng),約占25%,紡織機(jī)械占20%、包裝機械占10%、印刷機械占7%;國家政策支持中高檔數控機床産業化發展,高檔數控機床(chuáng)已列入國家科技發展重大專項;進(jìn)行機床用高性能(néng)永磁伺服電機系統的(de)技(jì)術研究及産業化,帶動伺服電(diàn)機系統朝着高精度、高性(xìng)能、快響應的方向發展,對(duì)提高我國裝備制造(zào)的整體水平有重要意義。
産品開發階段目标如下(xià):(1)完成數控機(jī)床進(jìn)給伺服系統的研究與(yǔ)産品開發,電機功率範圍爲(wèi)3～15kW,性能水平與國外同類(lèi)産品相當;完成永磁(cí)伺服驅動系(xì)統在數控機床上的應用示(shì)範。(2)完成永磁伺服驅動系統在紡織機械、包裝機械、印刷機械等設備上的應用研(yán)究與典型規格(gé)産品開發。(3)制訂部分設備專用的永磁伺服(fú)電機産品标準。
永磁同步磁(cí)阻電動機
永磁(cí)同步磁阻電動機綜合了永磁同步電動機和開關磁阻電動機的特點,具有效率高、功率因數高、功率密度高、調速範圍寬等優點。目前在汽車驅(qū)動電機上應用較多,需要進一步拓(tuò)展永磁同(tóng)步磁阻電動機在工業領(lǐng)域中的應用(yòng),開發永(yǒng)磁同步磁阻電(diàn)動機系列産(chǎn)品。産品開發階段目(mù)标爲開發無稀土同(tóng)步磁阻永磁電機系列産品,效率達到IE3(超(chāo)高效)能效水平(píng),同時成本與YE3系列三相異步電動(dòng)機相當,能夠替代風機、水泵和壓縮機配套的變(biàn)頻調(diào)速三(sān)相異步(bù)電動機。系列産品功率(lǜ)範圍(wéi)爲0.55～315kW;機座号爲(wèi)H80～H355;極數爲4極;标稱轉速爲3000r/min;調速範圍100～5000r/min。
結(jié)語
“十三五”國家戰略性新興産業發(fā)展規劃(huà)已明确将(jiāng)節能環保、新一代信息技術、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車作爲(wèi)戰略性新興産業。電(diàn)機系統與戰略性新興産業的發展密切相關,發展高效節能電機及拖動設備是節能環保(bǎo)産(chǎn)業的重(zhòng)要内容之一。伺(sì)服電機及其控制系統在數控機床、工業機器(qì)人中的應用是高端(duān)裝備制造産業的基礎。
大型風電機(jī)組、核(hé)電電機(jī)的研發與制(zhì)造是新能(néng)源産業的重點。高(gāo)性能電池、驅動電機與控制技術是電動汽(qì)車産業發展的關鍵。電機及(jí)系統技術的研究和産品(pǐn)開發要與我國戰略性新興(xìng)産業的發展需求相結合(hé),通過節(jiē)能(néng)環保、高端裝備(bèi)制造、新能源、新能源(yuán)汽車等重點領域的新産品(pǐn)開(kāi)發,解決電機在設計、制造、測試、應用等方面的關鍵(jiàn)技術難題,從而推動電機技術(shù)的進步和電機行(háng)業的發展。
